java--字节码增强--1.2--ByteBuddy--使用
2024-04-11 07:51:57
java–字节码增强–1.2–ByteBuddy–使用
1、快速开始
1.1、依赖
使用bytebuddy 需要引入依赖
<dependency><groupId>net.bytebuddy</groupId><artifactId>byte-buddy</artifactId><version>1.11.12</version>
</dependency>1.2、代码
package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo1;import net.bytebuddy.ByteBuddy;
import net.bytebuddy.implementation.FixedValue;
import net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers;public class Test01 {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建 class对象Class<?> dynamicType = new ByteBuddy()//指定了新创建类的父类.subclass(Object.class)// 指定生成类的名称.name("fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.User")// 按名称 拦截该类的 toString()// ElementMatchers.named("toString") : 拦截条件，拦截toString()这个方法, 没有条件，表示所有的方法.method(ElementMatchers.named("toString"))// 指定了拦截到的方法要修改成什么样子.intercept(FixedValue.value("Hello World"))//生成字节码，也就是 动态类型.make()//设置类加载器,加载这个生成的类.load(Test01.class.getClassLoader())// 获得class对象.getLoaded();//Java 反射的API，创建实例Object instance = dynamicType.newInstance();//执行toString 方法String toString = instance.toString();//打印 toString 结果System.out.println(toString);System.out.println(instance.getClass().getCanonicalName());}
}
2、DynamicType.Unloaded
2.1、案例
package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo2;import net.bytebuddy.ByteBuddy;
import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType;
import net.bytebuddy.implementation.FixedValue;
import net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers;public class Test01 {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建了一个动态类型DynamicType.Unloaded<?> dynamicType = new ByteBuddy()//指定了新创建类的父类.subclass(Object.class)//定义类名称.name("fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo2.DynamicType")//增加了两个字段name和age.defineField("name", String.class, 1).defineField("age", Integer.class, 1)// 按名称 拦截该类的 toString().method(ElementMatchers.named("toString"))// 指定了拦截到的方法要修改成什么样子.intercept(FixedValue.value("Hello World!"))//生成字节码，也就是 动态类型.make();}
}上面的示例代码的作用
- 会创建一个继承至 Object类型的类。
- 类名称：fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo2.DynamicType
- 定义2个字段：
- name：String类型，默认值1
- age:Integer类型，默认值1
和下面这个类等效
package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo2;public class DynamicType {String name = "1";Integer age = 1;@Overridepublic String toString() {return "Hello World!";}
}2.2、DynamicType.Unloaded<?> 介绍
- 上节创建的 DynamicType.Unloaded，代表一个尚未加载的类，顾名思义，改类型不会加载到 Java 虚拟机中，它仅仅表示 类的字节码。
- 如果需要将该字节码直接加载到虚拟机使用，你可以通过 ClassLoadingStrategy 来加载。
2.3、DynamicType.Unloaded<?> 常用方法
- getBytes 方法：可以获取到 class文件的字节码。
- saveIn(File) 方法：在File目录，生成一个class文件
- inject(File) 方法：将类注入到现有的 Jar 文件中
2.3.1、getBytes 方法
package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo2;import net.bytebuddy.ByteBuddy;
import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType;
import net.bytebuddy.implementation.FixedValue;
import net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers;import java.io.File;public class Test03 {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建了一个动态类型DynamicType.Unloaded<?> dynamicType = new ByteBuddy()//指定了新创建类的父类.subclass(Object.class)//定义类名称.name("fei.zhou.DynamicType2")//增加了两个字段name和age.defineField("name", String.class, 1).defineField("age", Integer.class, 1)// 按名称 拦截该类的 toString().method(ElementMatchers.named("toString"))// 指定了拦截到的方法要修改成什么样子.intercept(FixedValue.value("Hello World!"))//生成字节码，也就是 动态类型.make();// 可以获取到字节码，class文件的字节码byte[] bytes = dynamicType.getBytes();}
}
2.3.2、saveIn(File) 方法
package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo2;import net.bytebuddy.ByteBuddy;
import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType;
import net.bytebuddy.implementation.FixedValue;
import net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers;import java.io.File;public class Test02 {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建了一个动态类型DynamicType.Unloaded<?> dynamicType = new ByteBuddy()//指定了新创建类的父类.subclass(Object.class)//定义类名称.name("fei.zhou.DynamicType2")//增加了两个字段name和age.defineField("name", String.class, 1).defineField("age", Integer.class, 1)// 按名称 拦截该类的 toString().method(ElementMatchers.named("toString"))// 指定了拦截到的方法要修改成什么样子.intercept(FixedValue.value("Hello World!"))//生成字节码，也就是 动态类型.make();// 保存到当前目录File file = new File("D:\\temp");// 通过dynamicType 将字节码保存到文件dynamicType.saveIn(file);}
}
2.3.3、inject(File) 方法
package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo2;import net.bytebuddy.ByteBuddy;
import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType;
import net.bytebuddy.implementation.FixedValue;
import net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers;import java.io.File;public class Test04 {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建了一个动态类型DynamicType.Unloaded<?> dynamicType = new ByteBuddy()//指定了新创建类的父类.subclass(Object.class)//定义类名称.name("fei.zhou.DynamicType2")//增加了两个字段name和age.defineField("name", String.class, 1).defineField("age", Integer.class, 1)// 按名称 拦截该类的 toString().method(ElementMatchers.named("toString"))// 指定了拦截到的方法要修改成什么样子.intercept(FixedValue.value("Hello World!"))//生成字节码，也就是 动态类型.make();// 保存到当前目录File file = new File("D:\\temp\\demo1-1.1.jar");// 将类注入到现有的 Jar 文件中dynamicType.inject(file);}
}
3、ByteBuddy 三种字节码增强方式
- subclass
- rebasing
- redefinition
3.1、subclass
- 对应 ByteBuddy.subclass() 方法。
- 为目标类(即被增强的类)生成一个子类，在子类方法中插入动态代码。
3.2、rebasing
- 对应 ByteBuddy.rebasing() 方法。
- 当使用 rebasing 方式增强一个类时，Byte Buddy 保存目标类中所有方法的实现，也就是说，当 Byte Buddy 遇到冲突的字段或方法时，会将原来的字段或方法实现复制到 具有兼容签名的重新命名的私有方法中，而不会抛弃这些字段和方法实现。从而达到不丢失实现的目的。
- 这些重命名的方法 可以继续通过重命名后的名称进行调用。
class Foo { // Foo的原始定义String bar() { return "bar"; }
}class Foo { // 增强后的Foo定义String bar() { return "foo" + bar$original(); }// 目标类原有方法private String bar$original() { return "bar"; }
} 3.3、redefinition
- 对应 ByteBuddy.redefine() 方法。
- 当重定义一个类时，Byte Buddy 可以对一个已有的类添加属性和方法，删除已经存在的方法实现。如果使用其他的方法实现, 去替换已经存在的方法实现，则原来存在的方法实现就会消失。
举例
这里依然是增强 Foo 类的 bar() 方法使其直接返回 “unknow” 字符串，增强结果如下
class Foo { // 增强后的Foo定义String bar() { return "unknow"; }
}4、类加载策略
4.1、ClassLoadingStrategy.Default
- ClassLoadingStrategy.Default 中 定义了内置的策略
- 如果不指定ClassLoadingStrategy，Byte Buffer根据你提供的ClassLoader来推导出一个策略
4.1.1、内置策略如下
WRAPPER 策略：1. 创建一个新的 ClassLoader 来加载动态生成的类型。2. 适合大多数情况，这样生产的动态类不会被ApplicationClassLoader加载到，不会影响到项目中已经存在的类。
CHILD_FIRST 策略：创建一个子类优先加载的 ClassLoader，即打破了双亲委派模型。
INJECTION 策略：使用反射，将动态生成的类型直接注入到当前 ClassLoader 中。
4.2、案例
package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo3;import fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo2.Test02;
import net.bytebuddy.ByteBuddy;
import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType;
import net.bytebuddy.dynamic.loading.ClassLoadingStrategy;public class Test01 {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建了一个动态类型DynamicType.Unloaded<?> dynamicType = new ByteBuddy()//指定了新创建类的父类.subclass(Object.class)//定义类名称.name("User")//生成字节码，也就是 动态类型.make();Class<?> classObject = dynamicType.load(Test02.class.getClassLoader(), ClassLoadingStrategy.Default.WRAPPER)// 获得class对象.getLoaded();}
}5、动态定义字节码字段，方法和参数
package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo4;public class Foo {
}package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo4;import net.bytebuddy.ByteBuddy;
import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType;
import net.bytebuddy.implementation.FixedValue;import java.io.File;
import java.lang.reflect.Modifier;public class Test01 {public static void main(String[] args) throws Exception {DynamicType.Unloaded<Foo> dynamicType = new ByteBuddy()// 指定父类.subclass(Foo.class)//定义类名称.name("FooSon")//定义方法；名称、返回类型、属性public static void.defineMethod("say", String.class, Modifier.PUBLIC)//定义参数；参数类型、参数名称.withParameter(String.class, "sayStr")// 指定了拦截到的方法要修改成什么样子.intercept(FixedValue.value("hello world"))// 新增一个字段，该字段名称成为"name"，类型是 String，且public修饰.defineField("name", String.class, Modifier.PUBLIC).defineField("age", Integer.class, Modifier.PRIVATE)// 产生字节码.make();// 保存到当前目录File file = new File("D:\\temp");// 通过dynamicType 将字节码保存到文件dynamicType.saveIn(file);}
}6、委托函数调用
- 让我们使用字节码编程创建的方法，去调用另外一个方法
- 使用MethodDelegation可以将方法调用委托给任意POJO。
- Byte Buddy不要求Source(被委托类)、Target类的方法名一致
# 在intercept方法中，使用 MethodDelegation.to 委托到 DelegateClazz的静态方法
intercept(MethodDelegation.to(DelegateClazz.class)) # 在intercept方法中，使用 MethodDelegation.to 委托到 DelegateClazz的 成员方法
intercept(MethodDelegation.to(new DelegateClazz())
6.1、静态方法
public class Foo {public static String getInfo() {return "Foo";}
}package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo5;import net.bytebuddy.ByteBuddy;
import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType;
import net.bytebuddy.implementation.FixedValue;
import net.bytebuddy.implementation.MethodDelegation;import java.io.File;
import java.lang.reflect.Modifier;public class Test01 {public static void main(String[] args) throws Exception {DynamicType.Unloaded<Foo> dynamicType = new ByteBuddy().subclass(Foo.class).name("User4")//定义方法getInfo2.defineMethod("getInfo2", String.class, Modifier.PUBLIC + Modifier.STATIC)//调用的方法,使用MethodDelegation进行委托.intercept(MethodDelegation.to(Foo.class)).make();// 动态增强生成的字节码类System.out.println("生成的class名称：" + dynamicType.load(ByteBuddy.class.getClassLoader()).getLoaded().getName());// 保存到当前目录File file = new File("D:\\temp");// 通过dynamicType 将字节码保存到文件dynamicType.saveIn(file);}
}
6.2、动态方法
package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo5;public class Foo2 {public String getInfo() {return "Foo2";}
}
package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo5;import net.bytebuddy.ByteBuddy;
import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType;
import net.bytebuddy.implementation.MethodDelegation;import java.io.File;
import java.lang.reflect.Modifier;public class Test02 {public static void main(String[] args) throws Exception {Foo2 foo2 = new Foo2();DynamicType.Unloaded<Foo2> dynamicType = new ByteBuddy().subclass(Foo2.class).name("User5")//定义方法getInfo2.defineMethod("getInfo2", String.class, Modifier.PUBLIC + Modifier.STATIC)//调用的方法,使用MethodDelegation进行委托.intercept(MethodDelegation.to(new Foo2())).make();// 保存到当前目录File file = new File("D:\\temp");// 通过dynamicType 将字节码保存到文件dynamicType.saveIn(file);Class<? extends Foo2> peopleClass = dynamicType.load(ByteBuddy.class.getClassLoader()).getLoaded();Object result = peopleClass.getMethod("getInfo").invoke(peopleClass.newInstance());System.out.println("结果：" + result);}}输出：结果：Foo2
6.3、委托原则
遵循一个最接近原则
6.3.1、案例
public class Source {public String hello(String name) {return "Source " + name;}
}package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo6;public class Target {public static String say(String name) {return "Target " + name + "!";}public static String say(int i) {return Integer.toString(i);}public static String say(Object o) {return o.toString();}}
package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo6;import net.bytebuddy.ByteBuddy;
import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType;
import net.bytebuddy.implementation.MethodDelegation;import java.io.File;
import java.lang.reflect.Method;import static net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers.named;public class Test05 {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建了一个动态类型DynamicType.Unloaded<Source> dynamicType = new ByteBuddy()//指定了新创建类的父类.subclass(Source.class).name("Source2")// 按名称 拦截该类的 hello().method(named("hello"))//调用的方法,使用MethodDelegation进行委托.intercept(MethodDelegation.to(Target.class))//生成字节码，由类加载器加载到虚拟机中.make();Class<? extends Source> source2Class = dynamicType.load(ByteBuddy.class.getClassLoader()).getLoaded();Method helloMethod = source2Class.getMethod("hello", String.class);Object result = helloMethod.invoke(source2Class.newInstance(), "我是");System.out.println("结果：" + result);// 保存到当前目录File file = new File("D:\\temp");// 通过dynamicType 将字节码保存到文件dynamicType.saveIn(file);}
}输出：
结果：Target 我是!
6.3.2、说明
Byte Buddy遵循一个最接近原则：
- say(int)因为参数类型不匹配，直接Pass
- 另外两个方法参数都匹配，但是 say(String)类型更加接近，因此会委托给它
java–字节码增强–1.2–ByteBuddy–使用
7、拦截方法
package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo7;public class Foo {public String foo1() {return "foo1";}public String foo2(int i) {return "foo2";}public String foo3(int i) {return "foo3";}public String foo3(Object i,String s) {return "foo4";}
}
package fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo7;import fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo6.Source;
import fei.zhou.demo1.business.ByteBuddy2.demo6.Target;
import net.bytebuddy.ByteBuddy;
import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType;
import net.bytebuddy.dynamic.loading.ClassLoadingStrategy;
import net.bytebuddy.implementation.FixedValue;
import net.bytebuddy.implementation.MethodDelegation;import java.io.File;import static net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers.isDeclaredBy;
import static net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers.named;
import static net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers.takesArguments;public class Test01 {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建了一个动态类型DynamicType.Unloaded<Foo> dynamicType = new ByteBuddy()//指定了新创建类的父类.subclass(Foo.class).name("Foo2")// 拦截 由Foo.class声明的 所有方法.method(isDeclaredBy(Foo.class))// 指定了拦截到的方法要修改成什么样子.intercept(FixedValue.value("1111"))// 拦截 为foo3，入参数量为1的方法.method(named("foo3").and(takesArguments(1))).intercept(FixedValue.value("2222"))//生成字节码.make();// 保存到当前目录File file = new File("D:\\temp");// 通过dynamicType 将字节码保存到文件dynamicType.saveIn(file);}
}
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